DNA纳米自组装结构的构建及其在信号放大生物传感与成像分析中的应用论文设计VIP专享

摘要DNA 具有序列可设计性、简单的合成和改性、多样性以及良好的生物相容性，广泛用作纳米材料，用于构建一系列的 DNA 纳米结构。本文主要基于 DNA 自组装技术构建 DNA 纳米结构，与荧光、电化学，比色，光热等分析方法相结合，实现对生物活性物质，癌症标志物，pH 等灵敏性，特异性检测，并应用于生物成像等领域。本论文主要开展了以下三方面工作：一、靶引发动态发夹自组装用于活细胞内 miRNA 及癌基因信号放大原位成像分析提出了一种基于靶分子引发的动态发夹自组装策略，用于构建 DNA 纳米结构，实现 miRNA-21 和乳腺癌易感基因 BRCA1 的信号放大检测以及活细胞中 miRNA 的原位成像分析。与传统的催化发夹组装技术相比，本工作设计了特殊结构的发夹DNA，并且发夹 DNA 环部设计了“spacer”结构，可以有效防止目标 miRNA 被取代，从而确保得到自组装 DNA 纳米刷结构。在未引入目标 miRNA 的情况下，发夹DNA 可以在溶液中以亚稳态共存。当加入目标 miRNA 后，引发 toehold 介导的链置换反应，在等温条件下自组装构建 DNA 纳米刷。我们提出的动态组装策略具有良好的特异性，可以区分单碱基错配的目标 miRNA。进一步将该方法用于活细胞中 miRNA-21 的荧光成像分析，实现不同细胞中 miRNA-21 表达水平的监测，在生物传感、生物成像、癌症等重大疾病早期诊断等领域具有广阔的应用前景。二、基于滚环扩增制备 pH 敏感的 DNA 分子聚集体构建电化学双信号生物传感器pH 在人体的生命活动起着十分重要的作用，因而 pH 响应系统成为近年来的研究热点。在此，我们提出了一种用于 pH 检测的电化学双信号生物传感器。利用IDNA 纳米自组装结构的构建及其在信号放大生物传感与成像分析中的应用DNA 滚环扩增技术，有效地合成了大量 pH 响应型长单链 DNA（ssDNA），并通过酰胺键将 ssDNA 固定在磁珠上。长 ssDNA 与短链 DNA（L0）杂交生成具有单双链交替的 DNA 纳米结构。双链部分为阿霉素（DOX）提供了大量的结合位点。当 pH 降低时，DNA 纳米结构中单链部分具有酸性响应特征可以折叠成 i-motif 结构，从而导致双链部分解链，同时释放 DOX。经磁分离后，可获得包含 L0 和DOX 的溶液。与此同时，在电极表面修饰 GQDs，通过酰胺反应与捕获探针结合，并通过 π-π 相互作用吸附 DOX。当磁分离的溶液滴加到电极上，DOX 即可吸附在电极表面，而 L0 触发催化发夹组装，将亚甲基蓝（MB）修...